Velocidad de la luz

[arivasm]

Re: Velocidad de la luz

En primer lugar, por ejemplo, "declaración UNIVERSAL de los derechos humanos" no se refiere al universo.

En segundo lugar, toda ley física tiene un ámbito de validez, que es ampliado o reducido a medida que nuevas experiencias lo permiten. Ningún físico se rasgará las vestiduras si en algún momento se descubre algo que lleve a concluir que la velocidad de la luz es diferente dependiendo de tal o cual característica. Eso no quita que mientras tal cosa no sucede se parta de la idea de que es absolutamente universal. Si no se hiciese así simplemente no se podría progresar.

Un ejemplo sencillo es la ley de gravitación universal, que deja de serlo (universal) una vez que (impulsada por nuevas observaciones) se desarrolla la Relatividad general (RG), que evidencia que dicha ley es en realidad una aproximación. ¿Es la RG una teoría universal? Claro que sí, pero por supuesto en tanto que no se verifique su carácter limitado.

Terminaré comentando algo que me ha llamado la atención de las dudas expuestas en este hilo y es que la extrañeza de que la luz que nos llega pueda corresponder a un objeto inexistente. Cuando alguien lea este mensaje quizá yo ya esté muerto ¿Qué cambia eso acerca del mismo?

[Jaime Rudas]

Re: Velocidad de la luz

Es que es por el nombre que se le pone. "Constante UNIVERSAL", universal viene de universo, es la palabra que se ha usado para contener a todo el universo, y afirmar eso, constante de todo el universo , me parece una barbaridad. No digo que no sea una constante , pero no para todo el universo, o no tener la pretensión de llamarlo así.

Bueno, la verdad es que todas las leyes y constantes de la física se consideran universales; de lo contrario, no serían leyes o constantes.

Entiendo las transformaciones de Lorentz, claro, pero es que nosotros como hemos podido medir la velocidad de la luz en otra estrella, me refiero habría que estar ahí físicamente para medir desde ese sistema de referencia.

Una de las características principales de la ciencia es que nos permite determinar (con razonable grado de precisión) lo que acontecerá en otro tiempo y lugar. O sea, si, para saber cuánto mide algo en determinado sitio, fuera necesario estar en ese sitio y medirlo, no haría falta la ciencia. Así, por ejemplo, sabemos con razonable precisión cuál es la temperatura de la superficie del Sol, sin necesidad de haber ido allá a medirla.

[guibix]

Re: Velocidad de la luz

La mayoría de mediciones de la velocidad de la luz no se realizan con la luz del Sol, se realizan en laboratorios en la Tierra, en naves en órbita o mediante sondas en distintos lugares del Sistema Solar (las sondas Voyager están al límite de éste).

La radiación de un cuerpo negro se puede efectuar sobre cualquier cuerpo que tenga temperatura (o sea, todos). Lo puedes ver en una bombilla incandescente, en la brasa de un fuego o en tu cuerpo (si tienes los aparatos de medición apropiados).

Si medimos el espectro de ionización del hidrógeno en un laboratorio veremos las mismas líneas que también aparecen en el Sol, en cualquier estrella de la Secuencia Principal o en galaxias lejanas. Si cambiaran las constantes, ésas líneas del espectro no aparecerían. En ellas el hidrógeno se comportaría de manera distinta. Incluso podría ser que ni tan solo se formarse el hidrógeno y ni mucho menos moléculas. Ya que la estructura de toda la química que conocemos depende exclusivamente del valor de estas constantes. Si cambiamos ni que sea un poco el valor de estas constantes, la materia podría cambiar drásticamente su comportamiento e incluso desintegrarse en partículas fundamentales.

Si miramos todo el Universo que podemos observar, vemos más de lo mismo que vemos en la Tierra, en el Sol, en las Voyager, etc. Vemos las mismas líneas de ionización de los elementos que vemos en la Tierra. Y a gran escala, podemos afirmar con bastante certeza de que la composición de todo el Universo conocido (no digo más allá) es básicamente la misma en todas partes su la química es la misma. Luego para que la química sea la misma las constantes también tienen que serlo. Lo mismo ocurre con la constante de gravitación, si cambiara no veríamos lo que vemos en todas partes.

Y otra cosa que quería aclarar es que cuando se usa el adjetivo “universal” se refiere al universo observable por nosotros. Hay teorías que predicen universos o zonas del universo con distintos valores para esas constantes. Pero estos universos están fuera del alcance de nuestras observaciones y no son, por así decirlo, de “nuestro” universo. También hay teorías en cosmología que postulan que estas constantes podrían haber sido distintas en los inicios de nuestro universo para intentar explicar el Big Bang.

Como ves, se puede afrontar el problema desde muchos ángulos. Pero lo que está claro es que si se quiere probar este tipo de conjeturas, las predicciones que deriven de ellas tienen que ser coherentes con las observaciones. Y a día de hoy, las observaciones sugieren que estas constantes son constantes en el espacio y en al menos la mayor parte del tiempo en el universo conocido.

Saludos.

[BACANALATOR]

Re: Velocidad de la luz

Hola Arivasm,
gracias por el mensaje.

Por definición etimológica de la palabra universo, esta es todo lo abarcable conocido y no conocido. "Declaración universal de los derechos humanos", sería como una proposición de la "voluntad humana" a todo el universo. No quiero entrar en temas moralistas. Me refiero con ello, a que una constante física universal sería a todo lo existente conocido y no conocido.
Cierto es que no se podría avanzar desde esta "codificación alfanumérica " con que relacionamos lo que vemos. Bien vale, entiendo, como usted dice se parte de la idea de que sea absolutamente universal. Quiero decir que se parte como un postulado no? "Se parta de la idea de que es absolutamente universal"
Un postulado, no lleva a un nivel superior que una creencia en una deidad.

Bien, vale, entiendo el ejemplo de la ley de gravitación.
Ahora esto lo hablo con desconocimiento, pueden saberse con telescopios las distancias entre varias estrellas y sus masas? usando la constante G, se podría comprobar las fuerzas?

Pues cambia que si no hay observador del mensaje no existe?

Saludo

- - - Actualizado - - -

Hola,

Bien, muchas gracias por su mensaje, me ha aclarado mucho.
¿Hay teorías que predicen universos o zonas del universo con distintos valores para esas constantes?, como es eso, otros universos? Que diferencia hay entre el universo y otro universo?
Gracias.

- - - Actualizado - - -

Por cierto Guibix,

Sabría o podría recomendarme un telescopio medianamente económico de calidad?
Gracias.

[alexpglez]

Re: Velocidad de la luz

Hola, no creo que aporte mucho más de lo que se ha aportado ya. Y tampoco soy experto para responderte a las demás dudas. Pero veré lo que puedo intentar.
Lo primero, decir que la física no es una ciencia formal, si no que es empírica, por lo que nunca se va a poder demostrar que la velocidad de la luz es constante. Lo que sí se hace en física es a partir de leyes empíricas, deducir formalmente otras leyes o consecuencias de las anteriores leyes, así pues a partir de las leyes del electromagnetismo (que funcionaban correctamente, y se ha comprobado experimentalmente millones de veces), se dedujo que la velocidad de la luz es constante.

Newton, en cinemática, si que se puede decir que fue más formal. Partió de intuiciones como son la velocidad y la aceleración para pasarlos a lenguaje matemático y descubrió matemáticamente consecuencias como son la conservación del momento (aunque supongo que ya se sabría pero no se habría deducido matemáticamente).
Pero para seguir en sus problemas de cinemática, tuvo que formular un "axioma" (no sé si será la palabra adecuada..) basados en la opbservación (y sentido común), que son que el espacio y el tiempo son constantes para cualquier observador.

Debido al descubrimiento de que la velocidad de la luz es constante, este axioma se demostró ser falso. Además el descubrimiento de la velocidad de la luz constante, ha permitido conocer mejor como funciona las contracciones espacio-tiempo, por lo que cuando antes tuvimos que recurrir a ese axioma para resolver algunos problemas teniendo en cuenta la relatividad y sistemas de varias partículas, ahora sí que se puede resolver. Basándose en las ideas de Newton, se tuvo que reformular la mecánica con la constancia de la velocidad de la luz, lo que dió origen a la relatividad especial (una teoría también corroborada experimentalmente).

Volviendo al tema, no podemos saber si la velocidad de la luz es constante para cualquier observador (detalle que creo que se me ha olvidado mencionar al principio, es decir, si lanzas un rayo de luz desde un tren, un observador desde el tren ve la luz a la velocidad de la luz, pero también un observador fuera del tren ve el rayo a la velocidad de la luz, y no a la velocidad del tren + la de la luz qué es como pensaríamos según el axioma de Newton). Lo que sí podemos decir es que si la luz variase, ha tenido que variar poquísimo, de tal forma que nadie observando las partículas del LHC lo ha notado.

Cuando he hablado de la velocidad de la luz, he hablado en el vacío, (que siempre va a la misma velocidad). Pero en un medio, agua por ejemplo, no pasa lo mismo. Me lo han explicado más o menos, que cuando la luz pasa por un medio, va a "rebotar" con los átomos, de tal forma que nos da un efecto de verla en promedio más lento, ya que en el vacío no rebota con nada (bueno, dicen que puede por efectos de las fluctuaciones del vacío, de tal forma que rebotaría con esas fluctuaciones, pero eso ya no sé).

Sí que es verdad que está la curiosidad, es la luz verdaderamente constante¿?, en caso negativo, cómo serían las leyes de la física para velocidad de la luz no constante¿?
No sé si se ha investigado matemáticamente en este asunto..
Yo he leído divulgación sobre ello, de un grupo de científicos que además tomaba valores de G, la constante de gravitación, comprobando si esta podría variar. Pero sobre testear que la velocidad de la luz es constante c, no he leído.

Saludos, espero que haya servido.

[visitante20160513]

Re: Velocidad de la luz

Vamos a ver, acusar a la comunidad científica de absolutista, dogmática o poco racional es un sin sentido, supongo que sabrás porqué. ¿Has oido hablar del método cientifico? Seguro que sí. Pues eso, si existe una comunidad en el mundo alejada del dogma, de las verdades absolutas, de la fe o de cualquier otro concepto que se asume como verdadero y que no se discute, esa es precisamente la comunidad científica. En ella todo se está cuestionando constantemente, incluso el método, y dentro de esa comunidad destacan precisamente los físicos. Ello por supuesto incluye a la velocidad de la luz. No se de donde sacaste que el hecho experimental de que su velocidad sea constante es un dogma de la física. Todo lo más un postulado de algunas teorías, pero imagino que sabes distinguir la diferencia entre un dogma y un postulado. Ahora sí, es ahí a donde quería llegar. Es tu desconocimiento de la materia lo que hace que creas cosas que son evidentemente falsas, procura documentarte un poco antes de decir las cosas que dices, porque afirmas cosas que son falsas (o al menos erróneas) por definición.

Salu2, Jabato.

[arivasm]

Re: Velocidad de la luz

Quiero decir que se parte como un postulado no? "Se parta de la idea de que es absolutamente universal"

No es un postulado o principio específico de la Física, sino de la ciencia. Toda ley es "universal" en tanto no se descubre que se debe reducir su rango de validez.

Un postulado, no lleva a un nivel superior que una creencia en una deidad.

No. Hablamos de ciencia, no de religión ni de especulación. Si ése es el camino que se pretende para el hilo entonces será mejor cerrarlo: ya no sería Física.

pueden saberse con telescopios las distancias entre varias estrellas y sus masas?

Sí. Existen innumerables técnicas. Puede leerse sobre ellas en diversos lugares, por ejemplo éste: http://www.astronomia.net/cosmologia/ABC.htm

usando la constante G, se podría comprobar las fuerzas?

No entiendo la pregunta, en particular ¿a qué se refiere con comprobar las fuerzas?

Pues cambia que si no hay observador del mensaje no existe?

Entiendo que escribe eso en respuesta a mi analogía de que el mensaje sigue existiendo aunque ya no exista el emisor (ni tampoco que pueda haber o no un receptor). La luz es un fenómeno electromagnética, sin que importe el posible fin de su emisor o la inexistencia de un receptor.

Sabría o podría recomendarme un telescopio medianamente económico de calidad?

En el Foro de Física esperamos que los contenidos de los hilos se ciñan a su temática. Para esta pregunta debería abrir un hilo diferente, en el foro correspondiente. De todos modos, si no recuerdo mal revisando los hilos existentes encontrará algunas recomendaciones.

[BACANALATOR]

Re: Velocidad de la luz

Hola Alex,
gracias por la respuesta, su aclaración de conceptos. Lo que dice del tren no me queda claro, no es la suma newtoniana por aproximación o por relatividad? Porque la diferencia de velocidad entre observador en el tren y observador fuera del tren es ínfima en comparación con la de la luz.

- - - Actualizado - - -

Hola,
Gracias por las respuestas. Bien vale, se parte apriori del concepto universal (todo el universo) hasta que no se demuestre lo contrario, así lo han decidido, vale, ok.

Si, F = -G· (m_1·m_2)/ (r^2), entre dos estrellas muy lejanas, conociendo la distancia y sus masas, nos daría una fuerza, como se puede comprobar el valor de esa fuerza entre las estrellas con un telescopio? o como?

¿No importa el fin de la luz? No es el fin de la luz iluminar planetas? Tiene un fin, un porqué, no es aleatorio, no es caótico perse. Si no no habrían planetas, así lo entiendo yo vamos.

Gracias.

- - - Actualizado - - -

Hola,
Vale, si es lo que digo, que la velocidad de la luz es un postulado. Como las ondas de probabilidad en mecánica cuántica en el experimento de la doble rendija, un postulado.
Si, no entendía que la comunidad científica ha partido de llamar a cada conclusión científica, o constante a la que llegan llamarla per se universal, hasta que se demuestre lo contrario. Es así como han decidido expresarlo, vale.

[arivasm]

Re: Velocidad de la luz

Si, F = -G· (m_1·m_2)/ (r^2), entre dos estrellas muy lejanas, conociendo la distancia y sus masas, nos daría una fuerza, como se puede comprobar el valor de esa fuerza entre las estrellas con un telescopio? o como?

La fuerza se introduce en Mecánica clásica como medio, vía 2ª ley de Newton, para integrar las ecuaciones de movimiento de las partículas. Siempre y cuando nos mantengamos dentro del rango de validez de la mecánica newtoniana, por ejemplo en los movimientos planetarios o de sistemas de estrellas no supermasivos, la enormísima cantidad de observaciones experimentales disponibles acerca de movimientos de objetos es absolutamente consistente con la ley de gravitación universal.

Con respecto a la medida de las fuerzas cabe recordar que siempre se realiza de manera indirecta. Por ejemplo, cuando te pesas en una balanza en realidad estás midiendo la fuerza que ejerce sobre ti aquélla, que será igual a tu peso siempre y cuando te mantengas en reposo sobre la misma. E incluso la fuerza que ejerce la balanza se mide indirectamente, a través de la deformación de un resorte (cuya relación con la fuerza ha sido calibrada previamente). En definitiva, no es posible medir una fuerza solamente "mirando".

[alexpglez]

Re: Velocidad de la luz

Lo que dice del tren no me queda claro, no es la suma newtoniana por aproximación o por relatividad? Porque la diferencia de velocidad entre observador en el tren y observador fuera del tren es ínfima en comparación con la de la luz.

Hola, no, no es por aproximación, es por relatividad, aunque el tren fuese a un 99 % de la velocidad luz, la "suma" de velocidades seguiría dando la velocidad de la luz. Pongamos unos ejemplos:
Subamos a un tren que se mueve a 70 km/h y lancemos una bola a 10 km/h en la dirección que se mueve el tren, el sentido común nos dice que alguien del tren vería la bola moviéndose a 10 km/h, mientras que alguien fuera la vería a 70 + 10 = 80 km/h.
Más generalmente, llamemos $v_t$ a la velocidad del tren, $v_{in}$ a la velocidad de la bola medida dentro del tren, y $v_{out}$ a la velocidad de la bola medida fuera del tren. Entonces la fórmula nos quedaría:

$$v_{out}=v_t+v_{in}$$

Pensemos ahora en que lanzamos rayos de luz, designemos en este caso con c en vez de v. Nos quedaría:

$$c_{out}=v_t+c_{in}$$

Pero se había concluido con la teoría de maxwell, que la luz era la misma para cualquier sistema de referencia, por lo que en nuestro caso tendría que cumplirse que $c_{out}=c_{in}$, por lo que deducimos que la fórmula 2 es parcialmente incorrecta. Pero, la fórmula de adición Newtoniana de velocidades (1), la dedujimos del sentido común, que también se obtiene matemáticamente mediante el axioma que dije que formuló Newton, sobre la constancia del espacio y el tiempo. Viene a decir, que lo que para que la velocidad de la luz sea constante para cualquier observador, el espacio y el tiempo se deben contraer y/o dilatar dependiendo del observador, (que para observadores moviéndose a velocidad constante, nos valen las transformaciones de Lorentz).

Por muy fuera del sentido común que parezca este experimento mental, y la relatividad especial en general, ésto pasa en la realidad, c es una constante que no sólo nos indica la velocidad de la luz, si no que es una constante fundamental que nos define el carácter de la dimensión temporal en relación con las dimensiones espaciales, y ya se habla en relatividad de 4 dimensiones, 3 espaciales y 1 temporal, que están interconectadas, no 3 + 1 que trata la mecánica de Newton por separado. Así que, testear la física de partículas, teoría que se basa en la relatividad especial como base, también está testeando indirectamente el valor de la velocidad de la luz.

Con respecto a la aproximación que preguntabas, más bien es al revés. La velocidad de la luz es tan rápida que es despreciable el efecto de la adición newtoniana de la velocidad del tren. Y también, en el primer caso, la velocidad de una pelota y la velocidad del tren son tan pequeñas comparadas con la de la luz, que la anterior fórmula vale. Por lo que se puede ver que los efectos de contracción del espacio-tiempo, son tan pequeños que se pueden despreciar en la vida cotidiana. La fórmula de adición de velocidades relativista es:

$$\frac{v_1+v_2}{1+\frac{v_1v_2}{c^2}}$$

Imaginemos el caso del rayo de luz, $v_2=c$

$$\frac{v_t+c}{1+\frac{v_tc}{c^2}}=\frac{v_t+c}{1+\frac{v_t}{c}}=\frac{c(\frac{v_t}{c}+1)}{1+\frac{v_t}{c}}=c$$

Y numéricamente el primer caso, $c=3*10^8 m/s=1,08*10^9 km/h$. Supongamos (para ilustrar mejor el ejemplo) que el tren va rápido, a 10000 km/h y la bola también, a 2000 km/h.

$$\frac{v_1+v_2}{1+\frac{v_1v_2}{c^2}}=\frac{10000+2000}{1+\frac{10000*2000}{(1,08*10^9)^2}}=12000 km/h$$

Y ese resultado me da en mi calculadora, por lo que vemos que al ser pequeño v_1 y v_2 comparados con la velocidad de la luz, el denominador será aproximadamente igual a 1 por lo que la fórmula newtoniana de adición de velocidades, sirve bastante para velocidades bajas (y eso que 10000 y 2000 km/h ya no son tan bajas).

Un saludo

[BACANALATOR]

Re: Velocidad de la luz

Hola,
Vale.
Entonces me está diciendo que la fuerza de las estrellas es por 2a ley de Newton? F = m·a ?;
Me dice que no es posible medir las fuerzas entre estrellas mirando, entonces como demuestran la constante G entre esas dos estrellas? No es universal? Saludo

[Richard R Richard]

Re: Velocidad de la luz

Me dice que no es posible medir las fuerzas entre estrellas mirando, entonces como demuestran la constante G entre esas dos estrellas? No es universal? Saludo

Haz esta cuenta usa

$a=\frac{GM_e}{d^2}$

el valor que obtienes es pequeño

Calcula el tiempo que le llevaria acercarse una a la otra partiendo de velocidades relativa 0 veras lo grande que es.

Luego haste un vector $v$ de los datos cientificos que puedas recopilar, la velocidad de la tierra, la del sistema solar, la propia de la galaxia, la de la estrella con respecto a su galaxia y la de la galaxia con respecto a la nuestra.


Luego calculas la evolución de la trayectoria, y distinguiras que para una cercana (dentro de nuestra propia galaxia) esta aceleracion ya es casi despreciable, asi puedes detectar que se alejen o se acerquen, orbitando , pero como hay tantas estrellas, debe seguir la trayectoria que le permite la resultante de todas ellas, y con bastante presición podemos predecir que se mueve en base a que G es constante.

No hay galaxias, sistemas solares que se muevan "todas" sus estrellas y planetas entre si mas rapido o mas lento que en otras galaxias, pues esto seria una de las primeras concecuencias de la variacion de G. No hay experimentos ni observaciones que lo afirmen, asi que por ahora es constante y universal.

Y para las mas lejanas debes pensar tambien que son afectadas por otros sucesos en mayor cuantia que esta aceleracion, y el resultado es que se separan. Pero aun asi La ley sigue siendo valida, y G es constante.

Saludos

[BACANALATOR]

Re: Velocidad de la luz

Hola gracias,

Creo que le entiendo el razonamiento dado, gracias.

- - - Actualizado - - -

Esta noticia del año 2000 es un bulo?
http://elpais.com/diario/2000/07/20/sociedad/964044016_850215.html

310 veces más rápido que la velocidad de la luz.

[arivasm]

Re: Velocidad de la luz

Esta noticia del año 2000 es un bulo?
http://elpais.com/diario/2000/07/20/...16_850215.html

310 veces más rápido que la velocidad de la luz.

El autor de la noticia lo aclara

los pulsos superlumínicos son el resultado de mecanismos clásicos de interferencia debidos a la la naturaleza ondulatoria de la luz y no se transmite información alguna (señal) a velocidad superior a c.

Aunque el nivel es, como es lógico, de divulgación muy básica tienes una explicación en la propia noticia. Las ondas viajan a velocidad c, pero su superposición da lugar a un paquete que corre más rápido.

En el fondo es algo parecido a una de esas "cascadas" de dominó: no se debe confundir el movimiento de las fichas con el del avance de la caída.

[BACANALATOR]

Re: Velocidad de la luz

Hola,

Muchas gracias por la contestación.
no puedo ahora mirarlo bien y comprobarlo. Muchas gracias por el tiempo que ha dedicado, no molesto más.
Saludo

- - - Actualizado - - -

Hola Arisvam,

Vaya que si, ni he leído bien la noticia, está claro.
Muchas gracias, no molesto mas.